JP5545483B2

JP5545483B2 - 複合電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP5545483B2
Application number: JP2010183043A
Authority: JP
Inventors: 正敏丹下
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-08-18
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-08-18
Also published as: JP2012043935A

Description

本発明は複合電子部品の製造方法に関し、詳しくは、基板に搭載された電子部品が樹脂で被覆されている複合電子部品の製造方法に関する。

従来、基板に搭載された電子部品が樹脂で被覆されている複合電子部品が提案されている。

例えば、図４の断面図に示す樹脂封止回路装置１は、基板２の一方主面上のランド７に、半導体装置３をはんだバンプ８で実装し、チップ電子部品４をはんだ９で実装し、樹脂５で覆っている。半導体装置３と基板２の間の空間に、アンダーフィル６が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１６７８５号公報

このような複合電子部品を製造する場合、電子部品を覆う樹脂を硬化させる工程が必要である。基板に用いる樹脂多層基板やセラミック多層基板などと、基板上に搭載された電子部品を被覆する樹脂とは、線膨張係数に差がある。

そのため、図１（ａ）の側面図に示すように、基板１２の上面１２ａに未硬化の樹脂１４を配置して集合基板１０を作製し、加熱して樹脂１４を硬化させた後に、常温に戻すと、硬化した樹脂１４の収縮量の方が基板１２の収縮量より大きくなり、基板１２の上面１２ａには樹脂１４によって圧縮応力が加わる。その結果、図１（ｂ）の側面図に示すように、樹脂１４及び基板１２が反り、基板１２の下面１２ｂ側が凸になる。

集合基板１０に反りが発生すると、その後の工程で問題が発生する。例えば、集合基板１０を分割するため、ダイシング装置あるいは分割溝形成用のレーザ照射装置などの基板載置台に配置するとき、基板１２が反っていると載置台上に基板１２の下面１２ｂを吸着できず、集合基板１０を固定できないため、ダイシングや分割溝が形成できない。集合基板１０を分割するに反りを矯正する工程を追加することも可能ではあるが、そうすると製造コストが増大する。

本発明は、かかる実情に鑑み、基板の一方主面に樹脂が配置された複合電子部品を製造するときに発生する基板の反りを低減することができる複合基板の製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した複合電子部品に製造方法を提供する。

複合電子部品に製造方法は（ｉ）複数個の個片になる部分を含む基板の一方主面に、前記個片になる部分ごとに電子部品を実装する第１の工程と、（ii）前記基板の前記一方主面に実装された前記電子部品を覆うように、前記基板の前記一方主面に未硬化の樹脂を配置する第２の工程と、（iii）前記基板の前記一方主面に配置された未硬化の前記樹脂を加熱して硬化させた後、常温に戻す第３の工程と、（iｖ）硬化した前記樹脂及び前記基板を、前記基板に含まれる前記個片になる部分に沿って切断して、複数個の複合電子部品に分割する第４の工程とを備える。前記第３の工程において、前記基板の前記他方主面に仮固定用部材を貼り付けた状態で、前記基板の前記一方主面に配置された未硬化の前記樹脂を加熱して硬化させた後、常温に戻し、前記基板の反りを抑制する。前記仮固定用部材はシート状であり、前記仮固定用部材の周囲が枠状の枠部材に固定される。前記基板の前記他方主面は、前記枠部材より内側において前記仮固定用部材に貼り付ける。

上記第３の工程において、基板は、他方主面に仮固定用部材が貼り付けられて拘束されているため、他方主面が拘束されない場合と比べ、基板の反りを抑制することができる。基板及び樹脂の外側が枠部材で取り囲まれた状態で、基板及び樹脂に触れることなく工程間を移動させることができるため、枠部材によって基板及び樹脂を、キズ付きや衝撃の印加から保護することができる。仮固定用部材はシート状であるため、基板の他方主面に密着させるだけで容易に貼り付けることができ、剥離も容易であり、伸縮しにくい仮固定テープ等を、仮固定用部材に用いることができる。

好ましくは、前記第２の工程の前に、前記基板の前記他方主面に前記仮固定用部材を貼り付ける。

この場合、基板の他方主面に仮固定用部材を貼り付けた状態で、基板の一方主面に未硬化の樹脂を配置することができる。そのため、基板の一方主面に未硬化の樹脂を配置した後に基板の他方主面に仮固定用部材を貼り付ける場合に比べ、作業が容易である。

本発明によれば、基板の一方主面に樹脂が配置された複合電子部品を製造するときに発生する基板の反りを低減することができる。

基板の側面図である。（説明例）複合電子部品の製造工程を示す（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。（実施例１）複合電子部品の製造工程を示す（ａ）平面図、（ｂ）断面図、（ｃ）断面図である。（実施例２）複合電子部品の断面図である。（従来例）

以下、本発明の実施の形態について、図２及び図３を参照しながら説明する。

＜実施例１＞実施例１の複合電子部品の製造方法について、図２を参照しながら説明する。

図２（ａ）は、実施例１の複合電子部品の製造工程を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の線Ｘ―Ｘに沿って切断した断面図である。図２に示すように、基板１２の上面１２ａに未硬化の樹脂１４が配置された集合基板１０を、仮固定用部材である仮固定テープ２０に貼り付けた状態で、樹脂１４を加熱して硬化させる。例えば、樹脂１４は、樹脂１４中の溶剤が加熱によって気化することにより硬化する。あるいは、樹脂１４は熱硬化性樹脂であり、加熱により硬化する。

基板１２は、セラミック基板や樹脂製のプリント基板などであり、複数の個片になる部分を含む。基板１２の上面１２ａには、不図示の表面実装部品は半導体素子などの電子部品が、個片になる部分ごとに実装される。

未硬化の樹脂１４は、基板１２の上面１２ａに実装された不図示の電子部品を覆うように、基板１２の上面１２ａに配置する。例えば、基板１２の上面１２ａに、未硬化の樹脂１４が流れ出ないように枠状の堰き止め部材を配置し、堰き止め部材の内側に未硬化の樹脂１４を塗布し、樹脂１４を加熱して硬化させた後、堰き止め部材を取り外す。

仮固定テープ２０は、ＰＥＴなどの伸縮性がほとんどないものを用いる。仮固定テープ２０の上面２０ａに、適宜な方法で、基板１２の下面１２ｂを貼り付ける。例えば、仮固定テープ２０と基板１２との密着により、基板１２を仮固定テープ２０に貼り付ける。あるいは、仮固定テープ２０の上面２０ａに粘着層を形成し、基板１２を仮固定テープに貼り付ける。仮固定テープ２０には、仮固定テープ２０に貼り付けられた基板１２が反っても、基板１２から剥がれないものを用いる。

仮固定テープ２０の下面２０ｂは、適宜な部材の平面に貼り付け、仮固定テープ２０の平面状態を保持するように固定する。例えば、仮固定テープ２０の下面２０ｂ全体を台板等の平面上に貼り付ける。あるいは、仮固定テープ２０の下面２０ｂの一部分、例えば、外周縁に沿う部分、すなわち基板１２に対向する領域の周囲の領域を治具等の平面に貼り付ける。仮固定テープ２０の下面２０ｂのうち、基板１２に対向する領域内の全部又は一部を、治具等の平面に貼り付けるようにしてもよい。

仮固定テープ２０は、基板１２の上面１２ａに未硬化の樹脂１４を配置する前に、基板１２の下面１２ｂに貼り付けておくことが望ましい。この場合、基板１２に仮固定テープ２０が貼り付けられた状態で、基板１２の上面１２ａに未硬化の樹脂１４を配置することができ、基板１２の上面１２ａに未硬化の樹脂１４を配置した後に基板１２の下面１２ｂに仮固定テープ２０を貼り付ける場合よりも、作業が容易になる。例えば、基板１２に仮固定テープ２０を貼り付ける作業は、基板１２上に未硬化の樹脂１４が配置されていない状態のときの方が容易である。

基板１２の下面１２ｂに仮固定テープが貼り付けられていると、基板１２の上面１２ａに電子部品を実装する作業は制約を受けるので、基板１２の上面１２ａに電子部品を実装した後に、基板１２の下面１２ｂに仮固定テープ２０を貼り付けることが好ましい。

実施例１の複合電子部品の製造工程は、次の通りである。

（１）まず、複数個の個片になる部分を含む基板１２の上面１２ａに、個片になる部分ごとに不図示の電子部品を実装する。

（２）次いで、基板１２の上面１２ａに実装された電子部品を覆うように、基板１２の上面１２ａに未硬化の樹脂１４を配置する。

（３）次いで、基板１２の下面１２ｂに仮固定テープ２０を貼り付けた状態で、基板１２の上面１２ａに配置された未硬化の樹脂１４を加熱して硬化させた後、常温に戻す。

（４）次いで、硬化した樹脂１４及び基板１２を、基板１２に含まれる個片になる部分に沿って切断して集合基板１０を分割し、複数個の複合電子部品に分割する。

以上の（１）〜（４）の工程により複合電子部品を製造すると、（３）の工程により基板１２が反っても、基板１２の下面１２ｂには仮固定テープ２０が貼り付けられているため、基板１２の反りが抑制される。

すなわち、樹脂１４と基板１２の線膨張係数の差により、樹脂１４の収縮に伴って基板１２の上面１２ａに圧縮応力が作用するため、基板１２は、上面１２ａが凹状に、下面１２ｂが凸状になるように反る。しかし、基板１２の下面１２ｂには伸縮性がほとんどない仮固定テープ２０が貼り付けられているため、基板１２が反ると、仮固定テープ２０によって基板の下面１２ｂには圧縮応力が作用する。この基板１２の下面１２ｂに作用する圧縮応力によって、樹脂１４の収縮に伴って基板１２の上面１２ａに作用する圧縮応力が、ある程度相殺されるため、基板１２の反りは、基板１２の下面１２ｂが拘束されていない場合（基板１２の下面１２ｂに仮固定テープ２０が貼り付けられていない場合）よりも、小さくなる。

（４）の工程において、集合基板１０をダイシング装置あるいは分割溝形成用のレーザ照射装置などの基板載置台に配置するとき、基板１２の反りが低減されていると、載置台上に基板１２の下面１２ｂ側の仮固定テープ２０を吸着し、集合基板１０を固定して、ダイシングや分割溝を形成できる。

仮固定テープ２０は、樹脂１４が硬化した後に、基板１２の反りの抑制が不要になったら、基板１２から剥がす。仮固定テープ２０を基板１２から剥がすと、基板１２の下面１２ｂに作用している圧縮応力が解放されて基板１２の反りが大きくなるため、仮固定テープ２０をダイシング装置あるいは分割溝形成用のレーザ照射装置などの基板載置台上に吸着し、集合基板１０を分割した後に、基板１２から剥がすことが好ましい。

仮固定テープ２０は、伸縮しにくいほど、基板１２の下面１２ｂに作用する圧縮応力が大きくなり、基板１２の反りを小さくする。仮固定テープ２０の材質、厚み等は、低減したい基板１２の反り量に応じた伸縮性が得られるように、選択すればよい。

基板１２の反りは、仮固定テープ２０によって抑制されるため、基板１２と樹脂１４の線膨張係数等の材料特性の組み合わせの自由度が向上する。

＜実施例２＞実施例２の複合電子部品の製造方法について、図３を参照しながら説明する。

実施例２の複合電子部品の製造方法は、実施例１の複合電子部品の製造方法と略同様である。以下では、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１との相違点を中心に説明する。

図３（ａ）は、実施例２の複合電子部品の製造工程を示す平面図である。図３（ｂ）及び（ｃ）は、図３（ａ）の線Ｘ―Ｘに沿って切断した断面図である。図３に示すように、基板１２に未硬化の樹脂１４が配置された集合基板１０を、仮固定用部材である仮固定テープ２２に貼り付けた状態で、樹脂１４を硬化させる。仮固定テープ２２の端部は、枠部材３０に固定する。集合基板１０は、枠部材３０の内側に配置する。

仮固定テープ２２及び枠部材３０は、円形である場合を例示しているが、円形に限らず、楕円形、矩形、多角形などでも構わない。

枠部材３０は、剛性が高く、変形しにくい材料、例えば金属により作製する。枠部材３０は、仮固定テープ２２の上面２２ａに固定されても、下面２２ｂに固定されても、両方に固定されても構わない。枠部材３０の下面３０ｂが仮固定テープ２２の上面２２ａに固定されていると、集合基板１０の周囲を枠部材３０で取り囲んで保護した状態で、工程間を移動させることができるので、好ましい。

実施例２の複合電子部品の製造工程は、実施例１と同じである。

（３）次いで、枠部材３０に固定されている仮固定テープ２２の上面２２ａに、基板１２の下面１２ｂを貼り付けた状態で、基板１２の上面１２ａに配置された未硬化の樹脂１４を加熱して硬化させた後、常温に戻す。

（４）次いで、硬化した樹脂１４及び基板１２を、基板１２に含まれる個片になる部分に沿って切断して、複数個の複合電子部品に分割する。

以上の（１）〜（４）の工程により複合電子部品を製造すると、（３）の工程により、図３（ｃ）に示すように、基板１２は下面１２ｂ側が凸状に反るものの、基板１２の下面１２ｂに仮固定テープ２２が貼り付けられているため、基板１２の反りが抑制される。

例えば、セラミックの基板１２の下面１２ｂに仮固定テープ２２を貼り付けない非拘束状態では作製した比較例の複合電子部品の作製例では、分割前の基板１２の下面１２ｂの反り量（下面１２ｂの中央部と外縁との基板厚み方向の寸法差）が２ｍｍであった。これに対し、金属の枠部材３０に固定されたＰＥＴの仮固定テープ２２の上面２２ａにセラミックの基板１２の下面１２ｂを貼り付けた拘束状態にする実施例２の複合電子部品の作製例では、分割前の基板１２の下面１２ｂの反り量が０．５ｍｍにまで低減された。

仮固定テープ２２は枠部材３０に固定されているため、枠部材３０に仮固定テープ２２を固着する仕方により、基板１２が反ったときに基板１２に加わる応力、すなわち基板１２の反りを抑制する応力を調整することができる。例えば、仮固定テープ２２が枠部材３０に固定されている部分と、仮固定テープ２２に基板１２が貼り付けられる部分との距離が小さいほど、基板１２の反りが抑制され、小さくなるので、基板１２の方向と反りの大きさに対応して、基板１２の反りを抑制することができる。

また、基板１２は、枠部材３０の内側において仮固定テープ２２に貼り付けられているため、基板１２及び樹脂１４、すなわち集合基板１０の周囲が枠部材３０で取り囲まれた状態で、集合基板１０は、集合基板１０に触れることなく工程間を移動させることができる。枠部材３０によって保護されるため、集合基板１０にキズをつけたり、ワレ、カケを発生させる可能性が低くなる。

＜まとめ＞以上に説明したように、基板１２の下面１２ｂに仮固定テープ２０，２２を貼り付けることにより、基板１２の上面１２ａに樹脂１４が配置された複合電子部品を製造するときに発生する基板１２の反りを低減することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

１０集合基板
１２基板
１２ａ上面（一方主面）
１２ｂ下面（他方主面）
１４樹脂
２０仮固定テープ（仮固定用部材）
２０ａ下面
２０ａ上面
２２仮固定テープ（仮固定用部材）
２２ａ上面
２２ｂ下面
３０枠部材
３０ｂ下面

Claims

複数個の個片になる部分を含む基板の一方主面に、前記個片になる部分ごとに電子部品を実装する第１の工程と、
前記基板の前記一方主面に実装された前記電子部品を覆うように、前記基板の前記一方主面に未硬化の樹脂を配置する第２の工程と、
前記基板の前記一方主面に配置された未硬化の前記樹脂を加熱して硬化させた後、常温に戻す第３の工程と、
硬化した前記樹脂及び前記基板を、前記基板に含まれる前記個片になる部分に沿って切断して、複数個の複合電子部品に分割する第４の工程と、
を備えた複合電子部品の製造方法であって、
前記第３の工程において、前記基板の前記他方主面に仮固定用部材を貼り付けた状態で、前記基板の前記一方主面に配置された未硬化の前記樹脂を加熱して硬化させた後、常温に戻し、前記基板の反りを抑制し、
前記仮固定用部材はシート状であり、前記仮固定用部材の周囲が枠状の枠部材に固定され、
前記基板の前記他方主面は、前記枠部材より内側において前記仮固定用部材に貼り付けることを特徴とする、複合電子部品の製造方法。
前記第２の工程の前に、前記基板の前記他方主面に前記仮固定用部材を貼り付けることを特徴とする、請求項１に記載の複合電子部品の製造方法。